Við bruggun sojasósu gangast ýmis lífræn efni í hráefnum undir flókin lífefnafræðileg viðbrögð undir áhrifum mismunandi ensímkerfa ýmissa örvera og mynda margvíslega þætti í sojasósu. Þar á meðal fara prótein í hráefnum í gegnum röð vatnsrofsferla undir samfelldri virkni próteasa og peptíðasa, sem mynda peptíð með mismunandi mólmassa. Ákjósanlegur hitastig fyrir verkun próteasa og peptíðasa er 40–45 gráður.
Plöntuprótein innihalda 18 amínósýrur; glútamínsýra og aspartínsýra stuðla að umami bragði, glýsín, alanín og tryptófan stuðla að sætleika, týrósín stuðlar að beiskju og peptíð stuðla einnig að umami og bragði. Amínósýra köfnunarefni er um það bil 50% af heildar köfnunarefninu í fulluninni sojasósu. Ef ófullnægjandi salti er bætt við eða saltvatninu er ekki blandað jafnt saman geta rotnandi bakteríur auðveldlega myndast í gerjuðu maukinu sem brotnar niður amínósýrur til að framleiða ammoníak og amín, sem leiðir til taps á umami bragði og myndar óþægilega og óþægilega lykt. Þess vegna eru forvarnir mikilvægar. Ákjósanlegur hitastig fyrir vöxt rotnandi baktería er um 30 gráður og viðeigandi umhverfi er hlutlaust eða örlítið basískt.
Amýlasi vatnsrofir sterkju til að framleiða sykur, sem gefur næringarefni fyrir gerjunarbakteríur (eins og mjólkursýrubakteríur). Þessar bakteríur fjölga sér smám saman og gangast undir mjólkursýrugerjun, sem skapar örlítið súrt til súrt umhverfi sem hindrar á áhrifaríkan hátt rotnandi bakteríur og skapar hagstæð skilyrði fyrir gervöxt og gerjun. Prótein halda áfram að vatnsrofast undir áhrifum súrra próteasa. Á sama tíma eiga sér stað aðrar gerjunargerðir sem framleiða samsvarandi vörur eins og lífrænar sýrur og alkóhól.
Við gerjun verða sellulósa, hemisellulósa, pektín og fita í hráefnum einnig ensímbreytingar og mynda niðurbrotsefni þeirra.
Meðal þessara vara, gangast lífrænar sýrur og alkóhól fyrir esterunarhvörfum til að mynda ýmsa estera.
Auk amínósýruafurða inniheldur sojasósa sykur eins og dextrín, maltósa, glúkósa og pentósa; lífrænar sýrur eins og mjólkursýra, ediksýra, sítrónusýra, succinic acid, própíónsýra og eplasýru; alkóhól eins og etanól, metanól, própanól, bútanól, pentanól og hexanól; og estera eins og etýlasetat, etýllaktat, bútýlasetat og etýlprópíónat. Hvert þeirra stuðlar að einstöku bragði sojasósu. Brúnn, eða litaþróun, á sér einnig stað við bruggun sojasósu. Það eru tvær tegundir af brúnun: ensímbrúnun og ó-ensímbrúnun. Hið fyrra felur í sér oxun týrósíns í brún litarefni (melanín) undir hvatningu á fenólhýdroxýlasa örvera og pólýfenóloxíðasa, sem kemur fyrst og fremst fram á síðari stigum gerjunar. Hið síðarnefnda felur ekki í sér beinan ensímþátttöku; það á sér stað þegar gerjunarafurðir eins og glúkósa og amínósýrur gangast undir Maillard viðbrögð til að framleiða melanóídín. Að lengja gerjunartímabilið og hækka hitastigið getur aukið þessi viðbrögð en haft áhrif á ensímgerjun. Þess vegna er aðeins hægt að nota þetta brúnunarviðbragð á síðari stigum gerjunar. Ofangreind brúnun gefur aðeins ljósa-lita sojasósu. Ef óskað er eftir dökkbrúnni sojasósu verður að bæta við karamellulit (gerð með því að karamellisera sykur við 150-200 gráður, ferli sem tekur ekki þátt í gerjun sojasósu). Þess vegna flýtir það fyrir efnabreytingum ýmissa ensíma við hæfilegt hitastig að blanda tilbúnum koji (gerjunarræsi) við saltvatn meðan á ræktunargerjun stendur, og framleiðir blöndu af umami, sætleika, áfengisbragði, súrleika og söltu saltvatnsins, sem leiðir til einstaka litar, ilms, bragðs og fyllingar sojasósu. Myndun sojasósuilmþátta er enn flóknari, þar sem meira en 80 snefililmur hafa fundist, aðallega þar á meðal esterar, alkóhól, hýdroxýsambönd, asetal og fenól. Upptök þeirra eru meðal annars þær sem myndast úr hráefnum, þær sem eru samsettar úr Aspergillus umbrotsefnum, þær sem myndast af saltþolnum mjólkursýrubakteríumbrotsefnum og þær sem myndast við efnahvörf.
